单元质检五　机械能.docx

1、单元质检五机械能（时间:75分钟总分值:10。分）一,选择题:此题共6小题,每题4分，共24分。在每题给出的四个选项中，只有一项 是符合题目要求的。1 .某自行车赛运发动在比赛的某段下坡过程中保持同一姿态滑行了一段距离，重力对他做功4 000 J, 他克服阻力做功200 J。那么运发动在该段下坡过程（）A.动能增加了 4 000 JB.机械能减小了 200 JC.机械能减小了 3 800JD.重力势能减小了 3 800J答案:B解析:夕卜力对运发动所做的总功W总=Wg+Wi=4000 J+（200 J）=3 800 J,根据动能定理得动能增加了 3 800 J,故A错误;阻力做功明二-200

2、J,所以机械能减小了 200 J,故B正确,C错误;重力对他做功为4 000 J,那么他的重力势能减小了 4 000 J,故D错误。2.如下图为运发动参加撑杆跳高比赛的示意图,对运发动在撑杆跳高过程中的能量变化描述正确 的是（）A.加速助跑过程中,运发动的机械能不变B.运发动越过横杆正上方时，动能为零C.起跳上升过程中,运发动的机械能守恒D.起跳上升过程中,杆的弹性势能先增大后减小答案:D解析:加速助跑过程中，运发动的动能不断增加，重力势能不变,故运发动的机械能不断增大，故A项错 误;运发动越过横杆正上方时，由于有水平速度,那么动能不为零，故B项错误;从运发动撑杆起跳到越横 杆的过程中,杆的弹

3、性形变先增大后减小，所以杆的弹性势能先增大后减小，根据运发动和杆整体机械 能守恒知，运发动的重力势能和动能之和先减小后增加，故C项错误,D项正确。3.（2021海南海口一模）高速公路局部路段旁建有如下图的避险车道，车辆可驶入避险。假设质量为相 的货车刹车后以初速度uo经A点冲上避险车道，前进距离/到B点时速度减为0,货车所受阻力恒 定,A、8两点高度差为（为A、8中点，重力加速度为&关于该货车从A运动到8的过程，以下 说法正确的选项是（）说明小球在0M段运动过程中与细杆无摩擦，做平抛运动11由动能定理 5 口2,代入数据解得um=5 m/s由运动的合成和分解可得Um的方向与x轴正方向夹

4、角的余弦值cos 0= = |5小球从M点开始直至小球被弹回M点的过程中，由Wf=-22gx区os。得，小球下滑的最大距离为 xm=6.25 m在小球从M点开始直至将弹簧压缩到最短的过程中,由动能定理得xwsin e+,Wf+W弹=0. 乙1 95口刑2又根据功能关系得Epm二-W弹，代入数据得£pm=5.625 JoB;A.克服阻力做的功为;口2B.该过程产生的热量为：QvQ2-mghC.在AC段克服阻力做的功小于在CB段克服阻力做的功D.在AC段的运动时间等于在C8段的运动时间答案:B11解析:根据动能定理有-2g小4/=0，口为2,克服阻力做的功为W尸衣/二口孙2.加g/2,故

5、A错误;克服阻力 乙乙做的功等于系统产生的内能，那么该过程产生的热量为3D%2mg/2,故B正确;阻力做的功与路程成正 乙比，在AC段克服阻力做的功等于在CB段克服阻力做的功，故C错误;从A到5做匀减速运动,AC段 的平均速度大于C8段的平均速度，故在AC段的运动时间小于在C3段的运动时间，故D错误。4.（2021天津南开高三模拟）如图甲所示为大型游乐设施跳楼机，如图乙所示为其结构简图。跳楼机由 静止从A自由下落到民再从8开始以恒力制动竖直下落到。停下。跳楼机和游客的总质量为 mA，B高度差为2h,B、。高度差为九重力加速度大小为g。贝女 ）A.从B到C,游客处于失重状态B.从B到C跳楼机的加

6、速度大小为2gC.从A到C,除重力外的力做的功为阳D.跳楼机运动到B点时，游客重力的瞬时功率为2幽河答案:B解析:由A到5的加速度为g,有/=2g2,由3到C加速度大小为a,有y=2",可得=2g,方向向上, 即从3到C,游客处于超重状态，跳楼机的加速度大小为2g,故A错误,B正确;从A到C,根据动能定理 有 %+W其他=AEk,其中 %=叫,3=3际,/&=0那么 卬其他二-3叫叫所以除重力夕卜的力做的功为-3加g/z, 故C错误;到8点的速度为尺=J2g-2/1=2朝,贝I运动至U 8点时，游客重力的瞬时功率为根g2北祀故 D错误。5,用轻杆通过钱链相连的小球A、B、C、

7、D、E处于竖直平面内,各段轻杆等长，其中小球A、B的质 量均为2加,小球C、D E的质量均为相。现将A、B两小球置于距地面高/处，由静止释放，假设所 有球只在同一竖直平面内运动,不计一切摩擦，那么在下落过程中（）A.小球A、B、C、D、E组成的系统机械能守恒B.小球B的机械能一直减小C.小球B落地的速度小于/9D.当小球A的机械能最小时，地面对小球C的支持力大于mg答案:A解析:由于只有重力做功,故系统的机械能守恒，故A正确;C和E球的机械能先增大后减小，根据系统 的机械能守恒知,A和B球的机械能先减小后增大，故B错误;小球B落地时,C、D、E的速度均为 零,A、B速度相同，设A、B落地前瞬间

8、速度为匕根据小球A、B、C、D、E组成的系统机械能守恒 得2*2根02=2X2.2根，,得故C错误;小球A的机械能先减小后增大,轻杆对A球先做负功后做正功，当轻杆上的力为零时，小球A的机械能最小，此时地面对小球C的支持力大小为mg,故D错 口7天o6.（2021湖南师大附中高三月考）如下图,0P是固定水平面,0。为固定的竖直立柱,A3是靠在立柱 上、倾角为a的斜面。一小物块（可视为质点）以大小为uo的速度向左经过水平面上的尸点后，最高 能沿斜面滑行到斜面上的。点;现将斜面沿图中虚线AE（倾角为。）靠在立柱上，小物块同样以速度vo 向左经过水平面上的P点,小物块与水平面及斜面间的动摩擦因数处处相

9、等且不为零，小物块通 过水平面与斜面的交接处时速度大小不变Q、石为沿虚线AE放置的斜面上的两点，。与C在同一竖 直线上，石与。在同一水平线上，那么小物块能沿斜面滑行到的最高位置一定在（）rjaAD点、B.D> E两点之间的某位置C.E点D.E点上方的某位置答案:B解析:设。点到水平面的高度为生,到尸点的水平距离为匕小物块的质量为力,与水平面及斜面间的 动摩擦因数均为出重力加速度为g,小物块从P经A到C的过程中,克服重力和摩擦力做的总功Wc=mghc+mgIpa+ /mgIaccos a）,又 Ipa+Iaccos a=lc,故力可见,Wc与斜面的倾角无关,1与生和肥有关;根据动能定理可知

10、Wc=9 口%2.0,同理可知,小物块从尸经犬到。的过程中，克服重力 和摩擦力做的总功Wp=机g/z0+2gM小物块从P经4到七的过程中,克服重力和摩擦力做的总功We二2g力£+帆?/3根据题意可知hE=hc>hD,lE>lc=1D故 We>Wc>W。；小物块从P沿倾角为。的斜面滑行到最高位置的过程中,克服重力和摩擦力做的总功一定为口%2.o=Wc,故小物块一定能沿斜面 滑行到。、£两点之间的某位置，选项B正确。二' 选择题:此题共4小题,每题5分，共20分。在每题给出的四个选项中，有多项符 合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，

11、有选错的得0分。7 .（2021湖南师大附中高三月考）如图甲所示，一个质量均匀的物体长为L=1 m,放在水平桌面上，物体 右侧桌面粗糙，其余桌面光滑。现用向右的水平拉力通过细线,缓慢拉动物体，直到物体完全进入粗糙 局部，拉力做了 5 J的功,产生的内能为Q。如果是通过一根劲度系数为k=4N/m的轻弹簧缓慢拉动 该物体，如图乙所示，物体从开始进入到完全进入的过程中需要做功忆产生的内能为。2,那么（）甲乙AQ=Q=5 J.W=5 JC.W=17.5 JD.图乙中弹簧的最大弹性势能为Ep=17.5 J答案:AC解析:根据功能关系，可得。kWi=5 J,因为缓慢拉动，所以拉力等于摩擦力,进入的位移为x

12、时,有产二产先即拉力与位移是正比关系，所以此过程克服摩擦力做的功即产生的内能为口罕x2,全部 Lj乙 L进入产生的内能为。2=）加理全部进入时，弹簧的伸长量为根厂二竿，弹性势能为 ZK K22£p=gAx=粤臀- = 竺2-=12.5J,所以W=Ep+Q2=17.5J,故A、C 正确,B、D 错误。2 2k 2kL8.（2021湖北武汉模拟）将小球以某一初速度从地面竖直向上抛出，取地面为零势能面，小球在上升过 程中的动能反、重力势能稣与其上升高度力间的关系分别如图中两直线所示。重力加速度g取10 m/sL以下说法正确的选项是（）E/J、A.小球的质量为0.2 kgB.小球受到的阻力（

13、不包括重力）大小为0.25 NC.小球动能与重力势能相等时的高度为骨mD.小球上升到2 m时，动能与重力势能之差为0.5 J答案:BD 解析:小球上升到最高点时用二机g/z，得加=2=kg=O. 1 kg,A错误;由除重力以外其他力做的功W其二八区可知-尸阳二石高-£低，解得/阻=0.25 N,B正确;设小球动能和重力势能相等时的高度为H,此时有11120吆/7=52,由动能定理得孑阻H-吆”号加俣弓口火2,解得H= m,C错误;由图可知，在A=2 m处，小球 乙乙乙7的重力势能是2 J,动能是2.5 J,所以小球上升到2 m时，动能与重力势能之差为2.5 J-2 J=0.5 J,D

14、正 确。9.轻弹簧竖直固定在水平桌面上，把质量为仍的物体1轻放在弹簧上端，物体1由静止向下运动到最 低点的过程中，其机械能与弹簧压缩量X间的关系如图线1所示;把质量为加2的物体2轻放在弹簧上 端，物体2由静止向下运动到最低点的过程中，其机械能与弹簧压缩量x间的关系如图线2所示（弹簧 始终处于弹性限度范围内）。以桌面为零势能面，弹簧的弹性势能与形变量之间的关系满足与二5履2,那么（）A.两物体的质量之比加1 ；加2=3 / 1B.图中两,32=1 ；3C.如与22的最小机械能之比为1 ；3D"1与加2的最大动能之比为1 ；9答案:BD解析:设弹簧原长为/,刚释放瞬间压缩量x=0时，其机

15、械能为吆/，从图中可以看出x=0时网与m2的 机械能之比为1 ；3,那么两物体的质量之比方；加2=1 ；3,A错误;当物体将弹簧压缩到最短时，物体的 机械能最小，弹簧和物体组成的系统机械能守恒，那么mgx=kx2,知最大压缩量x与质量相成正比，可得%1 ；%2=加1 加2 = 1 ；3,B正确;当物体将弹簧压缩到最短时，物体的机械能最小，最小机械能为E=吆/如gx,由于/与x关系未知，故物体最小机械能比值无法确定,C错误;当物体的重力与弹簧弹力平衡时，物体的动能最大，那么有吆依包+Ekm,解得最大动能为Ekm唱），那么m与他的最大 ZZ K动能之比为1 ；9,D正确。10.如下图，竖直平面内固

16、定两根相互垂直的足够长的细杆L、L2,两杆别离不接触,且两杆间的距 离忽略不计。两个小球a、b（视为质点）质量均为九a球套在竖直杆Li上,b球套在水平杆L2上,a、b 通过较链用长度为L的刚性轻杆L3连接，将a球从图示位置由静止释放（轻杆L3与L2杆夹角为 45° ），不计一切摩擦，重力加速度为g。在此后的运动过程，以下说法正确的选项是（）LiLiA.a球和b球所组成的系统机械能守恒B.b球的速度为零时,a球的加速度大小一定小于gC.b球的最大速度为J（2 + a）gLD.a球的最大速度为J&gL答案:AC解析:a球和b球组成的系统没有外力做功，只有a球和b球的动能和重力势能

17、相互转换，因此a球和b 球组成的系统机械能守恒，故A正确;b球速度为0时,a到达L2所在平面,在竖直方向只受重力作用， 那么加速度为g,故B错误;当杆L3成竖直状态，球a运动到最下方，球b运动到Li和L2交点的位置时，球b的速度到达最大，此时a球的速度为0,因此由系统机械能守恒有机?（汶+J =：口喈,得Vb=（2 +奁）g"故C正确;当a球向下运动到杆Li和杆L2的交点的位置时,此时杆L3和杆L2平行,b球的速度为零，由系统机械能守恒有失g端口吃2,得Va= 心。"此时a球具有向下的加速度g,因此此时a球的速度不是最大,a球将继续向下运动到加速度为0时速度到达最大，故D错

18、误。三' 非选择题:共56分。11.（6分）（2021广东梅州兴宁一中高三月考）如下图，某同学利用自己设计的弹簧弹射器粗略研究 “弹簧弹性势能与形变量关系''，弹射器水平固定，弹簧被压缩X后释放，将质量为“、直径为d的小球 弹射出去。测出小球通过光电门的时间为，。请回答以下问题：光电门弹射器i'l ->g=3为减少实验误差，弹射器出口端距离光电门应该（选填“近些”或“远些”）。小球释放前弹簧的弹性势能稣=0 （用2、d、看表示）该同学在实验中测出多组数据,并发现x与，成反比，那么弹簧弹性势能弓与形变量x的关系式，正确的是 o （选填字母代号即可）A.Epx

19、A.Epx1 B.fpocic1C.石p0cxD.Ep0c答案：(1)近些(2)塔 (3)C解析：(1)距离光电门近些才能减小摩擦力、空气阻力等引起的误差;(2)利用平均速度代替瞬时速度，2那么 心3弹性势能转化为动能，根据动能定理可知稣=3"，=吗_；(3)由题知,x与，成反比，即二),那么弹性 C乙Z LC1势能的表达式为与=右加/？8式故c正确,A、B、D错误。 2k12.(9分)气垫导轨上相隔一定距离的两处安装有两个光电传感器A、B,A、B间距为L,滑块P上固定一遮光条,P与遮光条的总质量为假设光线被遮光条遮挡，光电传感器会输出高电压，两光电传感 器采集数据后与计算机相连。滑

20、块在细线的牵引下向左加速运动，遮光条经过光电传感器A、B时, 通过计算机可以得到如图乙所示的电压U随时间，变化的图像。实验前，按通气源,将滑块(不挂钩码)置于气垫导轨上，轻推滑块，当图乙中的ty 亥(选填或“<)时，说明气垫导轨已经水平；用螺旋测微器测遮光条宽度d,测量结果如图丙所示，那么d=mm;将滑块P用细线跨过气垫导轨左端的定滑轮与质量为m的钩码Q相连,将滑块P由图甲所示位置释放,通过计算机得到的图像如图乙所示，利用测定的数据，当关系式黑二 成立时，说明在上述过程中，滑块和钩码组成的系统机械能守恒。(重力加速度为a用题中给定的物理量符号表 达)答案:=(2)8.475 (3)时-(

21、£)2解析：(1)如果遮光条通过光电门的时间相等，即力二力,说明遮光条做匀速运动，即说明气垫导轨已经水 平；(2)螺旋测微器的固定刻度读数为8 mm,可动刻度读数为0.01x47.5 mm=0.475 mm,所以最终读 数为 8 mm+0.475 mm=8.475 mm;(3)由于光电门的宽度很小,所以我们用很短时间内的平均速度代替瞬时速度，那么也=工也二二1滑块和硅码组成的系统动能的增加量Ek=5(/%+)(22 - u/)系统的重力势能的减小量AEp=mgL1如果系统动能的增加量等于系统重力势能的减小量，那么系统机械能守恒，即机就=为小+的必？- 乙化简得微=（7 - （7。13

22、.（13分）（2021江西南昌模拟）某航母上的舰载机采用滑跃式起飞，故甲板由水平甲板和上翘甲板两 局部构成。为了便于研究舰载机的起飞过程,假设上翘甲板是与水平甲板A3相切的一段圆弧, 示意图如下图,A3长L = 150水平投影么二63 m,图中。点切线方向与水平方向的夹角。二12。（取sin 12。=0.21）。假设舰载机从A点由静止开始做匀加速直线运动，经，=6 s到达8点进入 BCo飞行员的质量根=60 kg,g取lOm*,求：Li舰载机水平运动的过程中，飞行员受到的水平力所做功W； 舰载机刚进入5C时，飞行员受到竖直向上的力的大小FNo 答案: 7.5x104 j （2）1.1x103N

23、解析:舰载机由静止开始做匀加速直线运动，设其刚进入上翘甲板时的速度为匕那么有：=幺1根据动能定理，有W=mv2-0联立解得W=7.5xl04 Jo（2）设上翘甲板所对应的圆弧半径为R,根据几何关系，有L2=Rsin 0、V2由牛顿第二定律，有F-mg-m联立解得Fn=1.1x103No14. （13分）如下图，倾角8=37°的斜面与足够长的水平传送带在B点平滑相接,传送带逆时针转动, 速度v=6 m/so某时刻质量m- kg的物块（可视为质点）从斜面上距离传送带水平面高H=3 m的A 点由静止滑下，物块与斜面和传送带之间的动摩擦因数均为=0.3,sin 37° =0.6,cos 37° =0.8,M 力